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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 dhf!o0'1M  
    Q%f^)HZGR  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 E`usknf>l  
    tOd&!HYL  
    建立系统 _P 3G  
    PQSP&  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 hPkWCoQpq  
    3-qr)h  
    _Gi4A  
    }Gm>`cw-  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 eFTpnG  
             5o'FS{6U  
         :tB1D@Cb6  
                   w3obIJm  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 qJa H ,  
    kY|utoAP  
    bL+_j}{:N  
    RSyUaA  
    0oZ= yh  
    lH x^D;m6  
    $m{:C;UH  
    M2>Vj/  
    n&;85IF1  
        
    fo#fg8zX%  
    分析 6azGhxh  
    i$:*Pb3mV  
    这个系统的点扩散函数: 'qb E=  
      •    Log (Normal PSF) F^t DL:  
    •    λ = 0.55 mm b_#m}yZ6  
    •    0.32 waves 3rd order spherical HV!m8k=6  
    •    EPD = 10 mm gx8ouOh  
    •    f/# = 9.68 *yt=_Q  
    点扩散函数如下图: rq/yD,I,  
    :bu/^mW[  
    9~5uaP$S  
           RXpw!  
    \K{0L  
    系统的点扩散函数是: GmeQ`;9,  
    •     Log (Normal PSF) D9 CaFu  
    •     λ = 0.55 mm &0OG*}gi  
    •     1 wave 3rd order spherical hOu3 bA  
    •     EPD = 13.31 mm .9on@S  
    •     f/# = 7.27 uk< 4+x,2)  
    点扩散函数如下图: "3)C'WlEy/  
    x=hiQ>BIO0  
    i&Tbz!  
    (cAIvgI  
    演算 HZzDVCU  
    .779pT!,M  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: L%*!`TN  
               3nIU1e  
    Sz)' ogl  
    SO|NaqWa  
    在这个等式中变量定义如下: fNli  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) +qtJaYf/0  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) zUkgG61  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ^pAAzr"hv  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); nX6u(U  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) g|DF[  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ?*G|XnM&  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 8rnwXPBN  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 $k@O`xD,q  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 $Uq|w[LA  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ?>D+ge  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) (^8Y|:Tz  
    •     F == focal length(焦距 F 5bj=mI  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ~rE|%o  
    }l(&}#dY  
    比较 M)J5;^["  
    vsCCB}7\  
    在下图中: ~9a<0Mc?  
    透镜EPD=10mm v}}F,c(f  
    截止频率=184lp/mm Uu10)/.LC  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 \+oQd=K@  
         EA@ .,7F  
    ?Ny9'g>?  
    在下面的图表中: GfxZ'VIn  
    透镜EPD=13.31 mm $-OA'QwB]  
    截止频率=250 lp/mm >a!/QMh  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm Z, zWuE3  
         u:6Ic)7'  
    |sJ[0z  
    A2I9R;}  
    杂散光对评价函数的影响
    er("wtM  
    d\&U*=  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 GvtG(u~  
    YFLZ%(  
    6y-@iJ*ld;  
    !fV+z%:  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7X`g,b!  
    <,3a3  
    1*P~!2h  
     
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